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1、选择题 如图所示竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场,与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球,P小球从紧靠左极板处由静止开始释放,Q小球从两板正中央由静止开始释放,两小球最终都能运动到右极板上的同一位置,则从开始释放到运动到右极板的过程中它们的(?)

A.运行时间
B.电势能减少量之比
C.电荷量之比
D.动能增加量之比
参考答案:C
本题解析:小球在竖直方向为自由落体运动,两者下落高度相同,说明运动时间一样,所以A错。在水平方向小球为匀加速直线运动,根据
可知位移之比为2:1,说明PQ粒子的电量之比为2:1,C正确。电势能的减少量为电场力做的功即
,所以B错。动能增加量为合外力做的功,即
,由于不知道重力与电场力的关系,所以D不确定。
点评:此类题型结合了运动独立性,通过独立性分析出时间相等。结合动能定理、电场力做功分析出动能变化量和电势能的改变量。
本题难度:一般
2、选择题 电子以水平速度V0沿两平行金属板A、B的中心轴线MN射入,两金属板间电压UAB的变化规律如图所示.已知电子质量为m,电荷量为e,电压周期为T,电压为U0,若电子(不计重力及电子之间的相互作用力)从t=0时刻进入两板间,在t=T/2时刻恰好能从板的上边缘飞出,则下列说法正确的是

A.若电子从t=T/3时刻进入两板间,在半个周期内恰好能从板的下边缘飞出
B.若电子从t=T/4时刻进入两板间,能从板右边水平飞出
C.在从t=0时刻到t=T/2时刻这一段时间进入两板间的电子中,有电子能从板右边N 点飞出
D.在从t=0时刻到t=T/2时刻这一段时间进入两板间的电子中,电场力对电子做功最多为e U0
参考答案:BC
本题解析:分析:将电子的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,水平方向做匀速运动,竖直方向仅在电场力作用下做初速度为零的变速直线运动;若是在不同时刻射入,可以根据运动学公式列式分析,也可以结合图象法分析.
解答:解:若电子从t=0时刻进入两板间,在
时刻恰好能从板的上边缘飞出,则有
水平方向 L=v0t?①,竖直方向
at2?②,其中:t=
,a=
?③
A、电子在t=
时刻进入两板间,在半个周期内其竖直方向运动分两个过程:
-
时间段内匀加速;
-
T时间段内先匀减速后匀加速,整个过程为匀变速;
竖直分位移为,y=
a(
)2+(a?
)
-
a(
)?2=
aT2
故电子会从上方射出,故A错误;
B、若电子从
时刻进入电场,则竖直方向先加速后匀速,竖直分位移为
y=
a(
)2+a?(
)?
=
aT2④
由①③④得到y=
d<
,即电子经过半个周期从上方射出,故B正确;
C、若电子在竖直方向先加速后匀减速再加速下降,其竖直分位移有可能为零,故C正确;
D、在从t=0时刻到t=
时刻这一段时间进入两板间的电子中,电场力对电子做功为:W=eEy≤eE,
=
eU0,故D错误;
故选BC.
点评:本题中电子在水平方向匀速,故经过电场区域的时间是一定的,竖直方向在电场力的作用下做变速运动,根据运动学公式列式求解即可.
本题难度:一般
3、选择题 先后让一束氦核和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场,进入时速度方向与板面平行。下列说法正确的是(?)
A.如果氦核和氢核的初速度相同,离开时氦核偏角的正切和氢核偏角的正切之比为2:1
B.如果氦核和氢核的初速度相同,离开时氦核的侧向位移和氢核的侧向位移之比为1:2
C.如果氦核和氢核的初动能相同,离开时氦核偏角的正切和氢核偏角的正切之比为1:2
D.如果氦核和氢核的初动能相同,离开时氦核的侧向位移和氢核的侧向位移之比为1:2
参考答案:B
本题解析:两个粒子在电场中做类平抛运动,设极板长为L,两板距离为 d,两板所加电压为U,
则:
,
,而
设偏转角为
,则
整理得:
,
由于
,而
因此若初速度相同,则
,
,B正确,A错误
若初动能相同,则
,
,C,D错误
本题难度:一般
4、计算题 如下图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,板距d=0.04m,两板间的电压U=400V,板间有一匀强电场,AB水平线上方场强可视为0。在A、B两板上端连线的中点Q的正上方,距Q为h=1.25m的P点处有一带正电小球,已知小球的质量m=5×10-6kg,电荷量q=5×10-8C。设A、B板长度足够长,(取g=10m/s2)。
试求:
小题1:带正电小球从P点开始由静止下落,经多长时间和金属板相碰?
小题2:相碰时,离金属板上端的距离多大?
参考答案:
小题1:0.52s
小题2:0.102m
本题解析:(1)设小球从P到Q的时间为t1,
由
得,
?(2分)
小球进入电场后其飞行时间决定于电场力产生的加速度ax,由力的独立作用原理,可以求出小球在电场中的运动时间t2。
qE=max(1分)
?(1分)
?(1分)
得:
?(1分)
所以,运动总时间:t=t1+t2="0.52s" (1分)
(2)小球由P点开始在竖直方向上始终是自由落体运动,在时间t内的位移为
?(2分)
与金属板上端的距离为:s="y-h=0.102m" (1分)
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,虚线
.
.
.
表示匀强电场中的4个等势面。两个带电粒子M.N(重力忽略不计)以平行于等势面的初速度射入电场,运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。已知M是带正电的带电粒子,则: ( )

A.N一定也带正电
B.
点的电势高于
点的电势
C.带电粒子N的动能减小,电势能增大
D.带电粒子N的动能增大,电势能减小